JP5161251B2 - Railway vehicle with shock absorbing structure - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両の長手方向の端部(以下、車両端部)に乗客等の乗降に供される出入口が配置される鉄道車両であって、特に、出入口が、衝突時に圧壊して衝撃を吸収するクラッシャブル領域と、衝突時にも圧壊することなく空間を維持するサバイバル領域と、に跨って配設される鉄道車両に関する。 The present invention relates to a railway vehicle in which an entrance / exit for passengers to get on and off is arranged at an end portion in the longitudinal direction of the railway vehicle (hereinafter referred to as a vehicle end portion). The present invention relates to a railway vehicle that is disposed across a crushable region that absorbs water and a survival region that maintains a space without being crushed even in a collision.
鉄道車両は、乗客や主回路などに代表される電機品などの質量、走行時のレールや連結器からの負荷、トンネル通過時の車内外圧力差などに耐えられるように、構体の各部に必要に応じて柱や補強材などの強度部材を配置して堅牢に作られている。その中で、乗客等が乗降に供する出入口は、鉄道車両の構体(側構体)に設けられる開口部に備えられるため、当該開口部の周縁に出入口フレームを配設して、当該開口部の強度を確保している。また、鉄道車両端部では編成の組み替え時の連結に伴う衝撃に耐え得る強度を確保するために所定の部位に柱や補強材が設けられている。 Railcars are required for each part of the structure to withstand the mass of electrical equipment such as passengers and main circuits, loads from rails and couplers during travel, and pressure differences inside and outside the vehicle when passing through tunnels. It is made robust by arranging strength members such as pillars and reinforcing materials according to. Among them, the entrance / exit for passengers to get on and off is provided in an opening provided in the structure (side structure) of the railway vehicle. Therefore, an entrance / exit frame is provided around the periphery of the opening, and the strength of the opening Is secured. Moreover, in order to ensure the strength which can endure the impact accompanying the connection at the time of rearrangement of a knitting | organization | working at the rail vehicle edge part, the pillar and the reinforcing material are provided in the predetermined | prescribed site | part.
一般に、鉄道車両には、運行中に線路上の障害物などとの予期しない衝突に備えて、乗客および乗務員への衝撃を緩和するために、衝突時に鉄道車両の一部を積極的に塑性変形させて衝撃(衝突エネルギー)を吸収するクラッシャブル領域(衝撃吸収領域)が設けられることがある。複数の車両によって編成された鉄道車両が線路上の障害物に衝突する場合、先頭車両の前端部が障害物と衝突した後に、編成をなす各車両の前端部と後端部とが衝突する。このため、衝撃吸収構造は各車両の長手方向の端部に配置される。 In general, in order to reduce the impact on passengers and crew members in the event of an unexpected collision with an obstacle on a railroad during operation, a part of the railway vehicle is actively plastically deformed at the time of the collision. In some cases, a crushable region (impact absorbing region) that absorbs shock (collision energy) is provided. When a rail car formed by a plurality of vehicles collides with an obstacle on a track, after the front end of the leading vehicle collides with an obstacle, the front end and the rear end of each vehicle forming the collision collide. For this reason, the shock absorbing structure is disposed at the end of each vehicle in the longitudinal direction.
よって、鉄道車両に備えられる衝撃吸収構造は、例えば編成を組み替える際の連結に伴う小さい負荷(乗員・乗客に影響を与えない)では潰れない強度を備えるとともに、所定より大きい負荷では潰れて衝撃および衝突エネルギー(以下、衝撃と記す)を吸収する緩衝機構として作用することが求められる。さらに、衝撃吸収構造は、衝突対象の種類(大きさ、質量)や衝突条件(衝突位置、衝突速度)が異なっても、緩衝機構として機能する必要がある。 Therefore, the shock absorbing structure provided in the railway vehicle has, for example, a strength that cannot be crushed by a small load (not affecting passengers / passengers) associated with the reconnection of the formation, and is crushed by an impact larger than a predetermined load. It is required to act as a buffer mechanism that absorbs collision energy (hereinafter referred to as impact). Furthermore, the shock absorbing structure needs to function as a buffer mechanism even if the type (size, mass) of the collision target and the collision condition (collision position, collision velocity) are different.
また、鉄道車両は短時間に多くの乗客を輸送するため、大きな客室容積を確保するために、車両端部に出入口を配置するとともに、鉄道車両の長手方向の中央部に客室が配置されることがある。このような構成の場合、鉄道車両間の衝突が発生した場合、車両端部の圧壊に伴い、車両端部に備えられる出入口も圧壊する可能性がある。出入口が圧壊した鉄道車両に乗り合わせた乗客が車外へ脱出するためには、編成内を移動して脱出可能な出入口まで移動するか、または、窓や車体に避難するために設けられた脱出口を利用して車外に脱出した後、安全な場所まで避難することになる。ただし、乗客の円滑な避難や救助を考慮すると、可能な限り近くの出入口から脱出できることが望ましい。そのため、出入口を避難路として確保しつつ、衝突時の衝撃を十分に吸収することのできる衝撃吸収構造を備える鉄道車両が必要となる。 In addition, since railway vehicles transport many passengers in a short time, in order to secure a large cabin volume, an entrance / exit is arranged at the end of the vehicle, and a cabin is arranged at the center in the longitudinal direction of the railway vehicle. There is. In the case of such a configuration, when a collision between railway vehicles occurs, there is a possibility that the entrance / exit provided at the end of the vehicle may also be collapsed along with the collapse of the end of the vehicle. In order for passengers who have boarded a railway vehicle whose doorway has been crushed to escape to the outside of the vehicle, either move through the train to the doorway where it is possible to escape, or use the exit provided to evacuate to a window or vehicle body. After using it to escape from the vehicle, you will be evacuated to a safe place. However, in consideration of smooth evacuation and rescue of passengers, it is desirable to be able to escape from the nearest doorway as much as possible. Therefore, there is a need for a railway vehicle having an impact absorbing structure that can sufficiently absorb an impact at the time of collision while securing an entrance / exit as an evacuation path.
特許文献1には、車両端部に補強材とエネルギー吸収材の機能を兼ねた骨部材とからなる衝撃吸収構造を備える軌条車両の例が開示されている。特許文献1に示される軌条車両の衝撃吸収構造は、車両端部において車両の周方向に沿った強度部材と、これよりその後方側において周方向に沿った骨部材と、両者を接続する車体の長手方向に沿った骨部材と、これらを覆う外板とから成っている。車体の長手方向に沿う骨部材は、2枚のフランジとこれらの2枚のフランジを接続するウエブとからなり、ウエブ側を外板に隅肉溶接している。骨部材の長手方向の中間の位置のフランジにフランジ端部に開口を有する切り欠きが形成されている。車体の端部に衝突荷重が作用すると、切り欠き部が外板とは反対側に折れ曲がり、骨部材の座屈によっても外板を巻き込まないので、衝突荷重を吸収できる構造とされている。
車両端部に出入口が備えられるとともに、車両端部に衝撃吸収構造が組み込まれる鉄道車両において、車両端部に備えられる衝撃吸収構造が衝撃を効果的に吸収できれば、乗客および乗務員への衝撃の程度を緩和することが可能となるだけでなく、車両の長手方向の中央部に広い客室を設けることが可能となる。
そこで、出入口を含む車両端部の構造を、衝突時には圧壊して十分な衝撃を吸収できる緩衝機構として機能させるとともに、出入口の圧壊しないで残る一部を避難口として利用できる強度を備える構造とする点において解決すべき課題がある。
本発明の目的は、鉄道車両の長手方向の端部に出入口が配置されるとともに、出入口がクラッシャブル領域とサバイバル領域とに跨って配設される鉄道車両であって、衝突時には衝撃を緩和することができるとともに、出入口の圧壊しないで残る一部を避難口として利用できる衝突緩和構造を備える鉄道車両を提供することである。
In a railway vehicle in which an entrance / exit is provided at the end of the vehicle and an impact absorbing structure is incorporated at the end of the vehicle, if the impact absorbing structure provided at the end of the vehicle can effectively absorb the impact, the degree of impact on the passengers and crew Can be relaxed, and a large cabin can be provided at the center in the longitudinal direction of the vehicle.
Therefore, the structure of the vehicle end including the doorway is made to function as a buffer mechanism that can be crushed and absorb a sufficient impact at the time of a collision, and has a structure that has a strength that allows the remaining part of the doorway to be used as an evacuation port without being crushed. There is a problem to be solved in this respect.
An object of the present invention is a railway vehicle in which an entrance / exit is disposed at an end portion in the longitudinal direction of a railway vehicle, and the entrance / exit is disposed across a crushable region and a survival region, and reduces impact during a collision. Another object of the present invention is to provide a railway vehicle equipped with a collision mitigation structure that can be used as an evacuation exit while being able to be used without being crushed.
上記目的は、台枠と、前記台枠の幅方向の両端部に立設される側構体と、前記台枠の長手方向の端部に立設される妻構体と、前記側構体および前記妻構体の上端部に接続される屋根構体とからなる鉄道車両であって、前記鉄道車両の長手方向の中央部にサバイバル領域が備えられ、前記サバイバル領域に連続する形態で前記鉄道車両の長手方向の端部にクラッシャブル領域が備えられる鉄道車両において、乗降に供される出入口部が、前記側構体の長手方向の端部に備えられるとともに、前記クラッシャブル領域と前記サバイバル領域と、に跨って配設されること、を特徴とする鉄道車両によって達成できる。 The object is to provide a frame, side structures standing at both ends in the width direction of the frame, a wife structure standing at an end in the longitudinal direction of the frame, the side structure and the wife. A railway vehicle comprising a roof structure connected to an upper end portion of a structure, wherein a survival region is provided at a central portion in the longitudinal direction of the railway vehicle, and is continuous with the survival region in a longitudinal direction of the railway vehicle. In a railway vehicle having a crushable region at an end, an entrance / exit for use in getting on and off is provided at an end in the longitudinal direction of the side structure, and extends across the crushable region and the survival region. It can be achieved by a railway vehicle characterized by being installed.
また上記目的は、出入口が側構体の車両端部に配置され且つ車体の両端側をクラッシャブル領域とし当該両クラッシャブル領域の間の領域をサバイバル領域とした鉄道車両において、前記出入口を定める前記側構体の開口部周囲には出入口フレームが配設されており、前記出入口フレームは、前記サバイバル領域に配設されている第1出入口フレームと、前記クラッシャブル領域に配設されるとともに、車端側に配設される第2出入口フレームと、前記第1出入口フレームと前記第2出入口フレームとを接続する第3出入口フレームとを備えており、前記第3出入口フレームは、前記車体の長手方向に沿って直列に配置された移動部材および固定部材と、から構成される衝撃吸収装置を備えていること、を特徴とする鉄道車両によって達成できる。 Further, the above object is provided in a railway vehicle in which an entrance is disposed at a vehicle end portion of a side structure, and both ends of the vehicle body are a crushable region, and a region between the two crushable regions is a survival region. An entrance / exit frame is disposed around the opening of the structure, and the entrance / exit frame is disposed in the crushable region, the first entrance / exit frame disposed in the survival region, and on the vehicle end side. And a third entrance / exit frame connecting the first entrance / exit frame and the second entrance / exit frame, and the third entrance / exit frame extends along a longitudinal direction of the vehicle body. It is achieved by a railway vehicle characterized by comprising an impact absorbing device composed of a moving member and a fixed member arranged in series. That.
また上記目的は、台枠と、前記台枠の幅方向の両端部に立設される側構体と、前記台枠の長手方向の端部に立設される妻構体と、前記側構体および前記妻構体の上端部に接続される屋根構体とからなる鉄道車両であって、前記側構体の長手方向の端部に乗降に供される出入口部が備えられ且つ前記出入口部の周縁に出入口フレームが備えられる鉄道車両において、前記鉄道車両の長手方向の端部から順に、第1サバイバル領域と、クラッシャブル領域と、第2サバイバル領域と、が配設されており、前記側構体において前記出入口フレームの長手方向の中央部寄りの部分から前記第2サバイバル領域までの長手方向の範囲が前記クラッシャブル領域に属しており、前記クラッシャブル領域に属する前記側構体は、一方の垂直縁が前記出入口フレームの長手方向の中央部寄りの部分に接続するとともに、他方の垂直縁は2枚の面板をリブで接続した押出形材からなる前記サバイバル領域に配設される前記側構体に接続する板であり、前記鉄道車両の長手方向に所定より大きい衝撃を受けた時に、前記クラッシャブル領域に配設される前記板が圧壊するとともに、前記出入口フレームを含む前記第1サバイバル領域に属する車両端部が前記鉄道車両の長手方向の中央部寄りに移動すること、を特徴とする鉄道車両によって達成できる。 Further, the object is to provide a frame, side structures erected at both ends in the width direction of the frame, wife structures erected at the longitudinal ends of the frame, the side structure and the side structure. A railway vehicle comprising a roof structure connected to an upper end portion of a wife structure, wherein an entrance / exit portion provided for getting on and off is provided at a longitudinal end portion of the side structure, and an entrance / exit frame is provided at a peripheral edge of the entrance / exit portion. In the railway vehicle provided, a first survival region, a crushable region, and a second survival region are disposed in order from an end in the longitudinal direction of the rail vehicle, and the entrance frame of the entrance / exit frame is disposed in the side structure. A longitudinal range from a portion near the center in the longitudinal direction to the second survival region belongs to the crushable region, and one vertical edge of the side structure belonging to the crushable region has the entrance / exit port. A plate connected to the side structure disposed in the survival region, which is formed of an extruded shape member in which two face plates are connected by ribs, while being connected to a portion near the center in the longitudinal direction of the frame. The vehicle end portion belonging to the first survival region including the entrance / exit frame and the plate disposed in the crushable region is crushed when an impact greater than a predetermined amount is applied in the longitudinal direction of the railway vehicle. Can be achieved by a railway vehicle characterized by moving toward the center of the longitudinal direction of the railway vehicle.
これによれば、鉄道車両の長手方向に沿って所定より大きな衝撃が作用して、クラッシャブル領域に属する出入口の一部分が圧壊したとしても、出入口の残りの部分はサバイバル領域に属するため圧壊することなく、乗客等が避難できるだけの幅が残された避難口として確保される。このため、衝突が生じた場合であっても、乗客等は最も近い出入口から車外へ脱出できる。
また、出入口フレームの水平部分に、内部に空間を備える固定部材と、この固定部材に接続するとともに、衝撃吸収時には固定部材の内部に押し込まれる移動部材と、からなる衝撃吸収装置を備えることにより、衝撃を吸収すると同時に移動部材が固定部材の内部に案内されるため、移動部材が接続される車両端部の圧壊挙動を制御することができる。
According to this, even if an impact larger than a predetermined value acts along the longitudinal direction of the railway vehicle and a part of the entrance / exit belonging to the crushable area is crushed, the remaining part of the entrance / exit belongs to the survival area, so it collapses. It is secured as an evacuation exit with enough width for passengers to evacuate. For this reason, even if a collision occurs, passengers and the like can escape from the nearest doorway.
In addition, by providing a shock absorbing device comprising a fixing member having a space in the horizontal portion of the entrance / exit frame and a moving member that is connected to the fixing member and is pushed into the fixing member at the time of absorbing the shock, Since the moving member is guided into the fixed member at the same time as absorbing the impact, the crushing behavior of the vehicle end to which the moving member is connected can be controlled.
以下、図面を参照して本発明による長手方向の端部(以下、「車両端部」という)に出入口が配置された鉄道車両であって、衝突時に圧壊して衝撃を吸収するクラッシャブル領域と、衝突時にも圧壊することなく空間を維持するサバイバル領域と、に跨って配設される出入口を備える鉄道車両を説明する。 Hereinafter, referring to the drawings, a railway vehicle in which a doorway is disposed at a longitudinal end portion (hereinafter referred to as “vehicle end portion”) according to the present invention, and a crashable region that collapses and absorbs an impact at the time of a collision, A railway vehicle including a survival area that maintains a space without being crushed even in the event of a collision, and an entrance that is disposed across the area will be described.
図1は、主に乗客等が乗降するための出入口が鉄道車両の長手方向の端部に配置された鉄道車両の一例を模式的に示した斜視図である。鉄道車両1は、床面を構成する台枠50と、台枠50の車体幅方向の端部に立設されるとともに、車体の両側面を構成する側構体20(一方の側のみを示す)と、台枠50の長手方向の両端部に立設される妻構体30(一方の側のみ示す)と、側構体20および妻構体30の上端部に備えられる屋根構体40から構成される略6面体の鉄道車両構体からなる。
側構体20には、窓を備えるための窓部62および出入口を備えるための出入口部60などの開口部が設けられる。一般に、乗降に供される出入口部60の周縁には、補強のための出入口フレーム70が備えられる。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a railway vehicle in which an entrance for passengers to get on and off is arranged at an end portion in the longitudinal direction of the railway vehicle. The
The
鉄道車両1の長手方向の中央部には、衝突時にも圧壊しないで乗客等の生存空間を維持するサバイバル領域100が配設され、鉄道車両1の長手方向の両端部にはこのサバイバル領域100に連続する形態で、衝突時には圧壊して衝突エネルギーを吸収するクラッシャブル領域200が備えられる。サバイバル領域100に配設される屋根構体40および台枠50は、衝突時に圧壊しない強度を備える。一方、クラッシャブル領域200に配設される屋根構体端部42および台枠端部52は、所定の荷重より小さい衝撃荷重では圧壊しないが、所定の荷重より大きい衝撃荷重が作用した場合に圧壊する強度を備える。
A
図2から図7において、クラッシャブル領域200に配設される屋根構体端部42および台枠端部52の構成と、サバイバル領域100に配設される屋根構体40および台枠50の構造を説明する。
図2は、図1に示された鉄道車両1の車両端部を拡大した斜視図である。屋根構体40は、押出形材をその押出方向に沿って所定の枚数を平板状に並べた後、これらの押出形材を押出形材の幅方向(押出方向に交差する方向)に突き合わせて、押出形材の突き合わせ端部同士を摩擦撹拌接合または溶接にて接合して製作される。
屋根構体端部42は、板の幅方向(矢印500方向)の端部を曲げ加工によって鉄道車両1の外形に沿う形状に成型して製作される。成型された屋根構体端部42は、屋根構体40の長手方向の端部と、出入口フレーム70の上端部と、妻構体30の上端部と、に接続されて、鉄道車両1の鉄道車両構体が構成される。
2 to 7, the structure of the roof
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the vehicle end portion of the
The
同様に、台枠50は、押出形材を押出方向に沿って所定の枚数を板状に並べた後、これらの幅方向500(押出方向に交差する方向)に突き合わせて、押出形材の端部同士を摩擦撹拌接合または溶接にて接合して製作される。
台枠端部52は、押出方向に垂直な断面形状がT字状の複数のリブ(図示なし)を一方の面に備える1枚の面板からなる押出形材で構成される。台枠端部52をなす押出形材を、その押出方向が鉄道車両1の幅方向(矢印500方向)に沿う形態で、台枠50の長手方向の端部と、出入口フレーム70の下端部と、妻構体30の下端部とに接続して、鉄道車両1の鉄道車両構体が構成される。
Similarly, the
The
図3は、図2に示された鉄道車両1の車両端部の側面図である。出入口フレーム70は、鉄道車両1の長手方向の中央部に設けられるサバイバル領域100において、側構体20の面内に垂直方向に配設される第1出入口フレーム72と、クラッシャブル領域200において、妻構体30に接続するとともに側構体20の面内に垂直方向に配設される第2出入口フレームと、クラッシャブル領域200において、側構体20の長手方向に沿うとともに第1出入口フレーム72および第2出入口フレーム74のそれぞれの上端部と下端部とを接続する第3出入口フレームと、からなる。なお、第1出入口フレーム72は、その高さ方向の上端部と下端部とから第2出入口フレーム74に向けて水平方向に伸びる部位72a,72bとを備えてもよい。図3中に、クラッシャブル領域200に配設される屋根構体端部42および上部第3出入口フレーム76aのA−A断面と、サバイバル領域100に配設される屋根構体40および上部第1出入口フレーム72aのB−B断面と、クラッシャブル領域200に配設される台枠端部52および下部第3出入口フレーム76bのC−C断面と、サバイバル領域100に配設される台枠50および下部第1出入口フレーム72bのD−D断面と、が示されている。
FIG. 3 is a side view of the vehicle end portion of the
図4は図3中のA−A断面図である。クラッシャブル領域200に配設される屋根構体端部42および上部第3出入口フレーム76aとは共に一枚の板状であり、屋根構体端部42の幅方向(矢印500方向)の端部と上部第3出入口フレーム76aの上端部とは溶接等で接続される。上部第3出入口フレーム76aの厚さt1は、衝突時の所定の衝撃より大きな衝撃が作用した場合には、鉄道車両1の長手方向510に沿って圧壊して衝撃を吸収できる厚さに選定される。
4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. Both the roof
図5は図3中のB−B断面図である。サバイバル領域100に配設される屋根構体40は、対向する2枚の面板をリブで接続した押出形材からなる。同様に、上部第1出入口フレーム72aも一枚の板状であるが、その厚さt2は上部第3出入口フレーム76a(図3)の厚さt1に比較して大きく、衝突時に圧壊しない強度を得られる厚さに選定される。屋根構体40をなす2枚の面板の幅方向(矢印500方向)の端部と、上部第1出入口フレーム72aの上端部とは溶接などで接続される。衝突時に大きな衝撃が鉄道車両1の長手方向(矢印510方向)に作用した場合であっても、屋根構体40および上部第1出入口フレーム72aは十分高い強度を備えているため圧壊することなく、サバイバル領域100(図3)を確保する。
5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. The
図6は図3中のC−C断面である。クラッシャブル領域200に配設される台枠端部52は、鉄道車両1の幅方向(矢印500方向)の端部に中空部52aを備えており、幅方向(矢印500方向)の中央部寄りの部分は一枚板からなる床部52bを備える。この中空部52aは水平に配置した板と垂直に配置した板とを組み合わせて溶接等で接続して構成してもよいし、中空押出形材としてもよい。台枠端部52を構成する各面板の板厚は、鉄道車両1の長手方向(矢印510方向)に所定の荷重より大きな荷重が作用した場合に、台枠端部52が鉄道車両1の長手方向に圧壊できる板厚に選定される。
FIG. 6 is a CC cross section in FIG. The
また、下部第3出入口フレーム76bは垂直片の上端部および下端部に連続して形成される2枚の水平片を有すチャンネル材と、この水平片の解放側の端部同士を接続する板80aとからなる。下部第3出入口フレーム76bの垂直片の板厚t4と水平片の板厚t3、および、板80aの板厚t5は、所定の荷重より大きな荷重が作用した時に、鉄道車両1の長手方向(矢印510方向)に沿って圧壊できる板厚に選定される。
Further, the lower third entrance /
図7は図3のD−D断面図である。サバイバル領域100に配設される台枠50は、鉄道車両1の幅方向(矢印500方向)の端部に中空部50aを備える。中空部50aに隣接する台枠の幅方向(矢印500方向)の中央部には、対向する2枚の面板をリブで接合した中空押出形材からなる床部50bが備えられる。台枠50と床部50bは溶接等で接続される。台枠50を構成する各面板の板厚と、床部50bを構成する各面板とリブの板厚は、鉄道車両1の長手方向(矢印510方向)に大きい衝撃が作用した場合であっても、台枠50および床部50bが鉄道車両1の長手方向に圧壊することなく、サバイバル領域100を確保できる板厚に選定される。
7 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. The
また、下部第1出入口フレーム72bは垂直片の上端部および下端部に連続して形成される2枚の水平片を有すチャンネル材と、この水平片の解放側の端部同士を接続する板80bとからなる。板80bの高さ方向の中央部から下部第1出入口フレーム72bに向けて水平方向に板81bが備えられており、下部第1出入口フレーム72bの鉄道車両1の長手方向(矢印510方向)の強度を高めるとともに、サバイバル領域100を確保する。
Further, the lower first entrance /
図8は、図3に示された車両端部において、クラッシャブル領域に配設された屋根構体端部42、上部及び下部の第3出入口フレーム76a,76b、台枠端部52が圧壊して衝撃を吸収した状態を示す説明図である。鉄道車両が矢印510方向に衝突した場合、その衝撃は、まず、鉄道車両1を構成する妻構体30に受け止められ、次に、妻構体30に隣接する屋根構体端部42および台枠端部52へと伝播する。ほぼ同時に、妻構体30に接続する第2出入口フレーム74を介して、衝撃が上部第3出入口フレーム76aおよび下部第3出入口フレーム76bに伝わる。衝撃の大きさが所定の大きさより大きい場合、クラッシャブル領域200に配設される屋根構体端部42と、台枠端部52と、上部第3出入口フレーム76aと、下部第3出入口フレーム76bとが鉄道車両1の長手方向(矢印510方向)に圧壊するとともに塑性変形する過程において衝撃(衝突エネルギー)を吸収して、鉄道車両に乗車中の乗客、乗務員への衝撃を緩和する。衝撃吸収後の出入口部60の幅L1は衝撃吸収前の出入口部60の幅L0(図3)より小さくなるが、サバイバル領域100に配設される第1出入口フレーム72(72a、72b)、屋根構体40および台枠50は十分な強度を備えるため圧壊しないで出入口幅L1が確保される。このため、乗客および乗務員は鉄道車両1が衝突して、鉄道車両1に備えられる衝撃吸収構造(屋根構体端部42、上部及び下部の第3出入口フレーム76a,76b、台枠端部52)が衝撃を吸収した後であっても、最も近い出入口部60の内、圧壊しないで残る幅L1の部分を避難口として、そこから車外へ脱出することができる。
FIG. 8 shows that the
図9は、屋根構体40と上部第1出入口フレーム72aとを接続するブロック45が備えられた鉄道車両の車両端部の側面図であり、図10は図9に示されるF−F断面である。図9に示される実施例は図3から図5に示された上部第3出入口フレーム76aおよび上部第1出入口フレーム72aの構造を、圧壊特性および製作性などの点を考慮した代替構造である。図10に示されるように、上部第1出入口フレーム72aの車内側の面にブロック45が接続されており、ブロック45の上端部はサバイバル領域100に配設される屋根構体40に接続される。上部第3出入口フレーム76aの板厚(図9)は、上部第1出入口フレーム72aの板厚(図10)と同じであり、共通の板厚を選択することによって製作性を高めるとともに、上部第1出入口フレーム72aの質量を小さくしている。なお、図示はしないが、ブロック45の下端部を台枠50に接続するとともに、下部第1出入口フレーム72bの車内側とブロック45とを接続して、下部第1出入口フレーム72bに図9に示される構造を適用してもよい。
FIG. 9 is a side view of a vehicle end portion of a railway vehicle provided with a
鉄道車両が矢印510方向に激しく衝突した場合、その衝撃は、まず、鉄道車両1を構成する妻構体30に受け止められ、次に、妻構体30に隣接する屋根構体端部42および台枠端部52へと伝播する。サバイバル領域100に備えられる強固な屋根構体40に接続されるブロック45によって、衝撃が受け止められるため、上部第3出入口フレーム76aが圧壊を開始する。ほぼ同時に、クラッシャブル領域200に配設される屋根構体端部42と、台枠端部52と、下部第3出入口フレーム76bとが鉄道車両1の長手方向(矢印510方向)に圧壊するとともに塑性変形する過程において衝撃(衝突エネルギー)を吸収して、鉄道車両に乗車中の乗客、乗務員への衝撃を緩和する。
When the railway vehicle collides violently in the direction of
図9および図10に示される実施例において、衝撃吸収後の出入口部60の幅L1(図8参照)は衝撃吸収前の出入口部60の幅L0(図3)より小さくなるが、サバイバル領域100に配設される第1出入口フレーム72(72a、72b)、屋根構体40および台枠50は十分な強度を備えるため圧壊しないで出入口幅L1が確保される。このため、乗客および乗務員は鉄道車両1が衝突して、鉄道車両1に備えられる衝撃吸収構造(屋根構体端部42、上部及び下部の第3出入口フレーム76a,76b、台枠端部52)が衝撃を吸収した後であっても、最も近い出入口部60の内、圧壊しないで残る幅L1の部分を避難口として、そこから車外へ脱出することができる。
In the embodiment shown in FIGS. 9 and 10, the width L1 (see FIG. 8) of the entrance /
図11は、本発明による衝撃吸収装置が組み込まれた出入口フレームを有す鉄道車両1の車両端部構造の一例を模式的に示す側面図である。鉄道車両1の長手方向の両端部に、乗客等が乗降する出入口が備えられる場合、側構体20に設けられた出入口部60の縁に沿って出入口フレーム70が備えられる。一般的に、出入口フレーム70の剛性は側構体の剛性よりも大きいため、図4および図6に示したようにクラッシャブル領域200に配設される上部及び下部の第3出入口フレーム76a,76bの板厚を、サバイバル領域100に配設される上部及び下部の第1出入口フレーム72a,72bの板厚よりも小さくして、圧壊を促進して衝撃を吸収するものである。そこで、図11は、図4および図6に示した上部及び下部の第3出入口フレーム76a,76bに替えて、より大きな衝撃吸収量(単位体積当たりの衝撃吸収量)を確保できる衝撃吸収装置300をサバイバル領域100とクラッシャブル領域200とに跨る出入口フレームに備える例である。
FIG. 11 is a side view schematically showing an example of a vehicle end structure of a
図12は、出入口フレームに備えられる衝撃吸収装置300の一例を示す概念図である。衝撃吸収装置300は、内部に空間1245を有す固定部材1241と、固定部材1241に直列に接続する移動部材1231とからなる。移動部材1231の長手方向の一方の端部は、固定部材1241の長手方向の他方の端部に挿入されるとともに、移動部材1231と固定部材1241との重なり部はボルト等の締結部材1242,1242によって締結される。衝撃吸収装置300は、その長手方向を鉄道車両1の長手方向(矢印510方向)に沿う形態で、出入口フレーム76に備えられる。衝撃吸収装置300の移動部材1231はクラッシャブル領域200に配設される出入口フレーム76にボルト等で固定され、衝撃吸収装置300の固定部材1241はサバイバル領域100に配設される出入口フレーム72にボルト等で固定される。つまり、衝撃吸収装置300の移動部材1231はクラッシャブル領域200に配設され、衝撃吸収装置の固定部材1241はサバイバル領域100に配設される。
FIG. 12 is a conceptual diagram showing an example of an
所定の衝撃より大きな衝撃が衝撃吸収装置300の長手方向に作用した場合、まず、締結部材1242はせん断力を受けて破断する。次に、移動部材1231が固定部材1241に備えられる空間1245に押し込まれる。衝撃(衝突エネルギー)は、締結部材1242が破断する過程と、移動部材1231が固定部材1241の空間1245に押し込まれる時の両部材表面の摩擦によって吸収される。衝撃吸収量は締結部材1242の個数および強度と、移動部材1231の外形寸法および固定部材1241に備えられる空間の内寸法を調整することによって制御することができる。
When an impact larger than a predetermined impact is applied in the longitudinal direction of the
図13は、出入口フレームに備えられる他の衝撃吸収装置の一例を示す概念図である。衝撃吸収装置300は、空間1245を有する固定部材1241と、固定部材1241に直列に接続する移動部材1231と、からなる。移動部材1231の長手方向の一方の端部に備えられる貫入部材1235は、固定部材1241の長手方向の他方の端部に挿入される形態で接続される。円筒状の貫入部材1235の高さ方向寸法Dは、固定部材1241に備えられる空間1245の高さ寸法Hよりも大きい。移動部材1231はクラッシャブル領域200に配設される出入口フレーム76にボルト等で固定され、固定部材1241はサバイバル領域100に配設される出入口フレームにボルト等で固定される。つまり、衝撃吸収装置300の移動部材1231はクラッシャブル領域200に配設され、衝撃吸収装置300の固定部材1241はサバイバル領域100に配設される。なお、貫入部材1235の形状は必ずしも円筒状である必要はなく、移動部材1231から固定部材1241の方向に向けて垂直断面が小さくなる部位を備える三角柱状あるいは台形柱状であってもよい。
FIG. 13 is a conceptual diagram showing an example of another impact absorbing device provided in the entrance / exit frame. The
所定の衝撃より大きな衝撃が衝撃吸収装置300の長手方向に作用した場合、移動部材1231に接続する貫入部材1235が固定部材1241の空間1245に押し込まれる。衝撃(衝突エネルギー)は、貫入部材1235が固定部材1241に備えられる空間1245に押し込まれる過程において、貫入部材1235の表面と固定部材1241の空間1245の内壁面との摩擦と、貫入部材1235が空間1245に押し込まれる時の固定部材1241の変形と、からなる抵抗力がなす仕事量に相当する衝撃(衝突エネルギー)が吸収される。貫入部材1235の寸法Dと空間1245の寸法Hを適宜選択することによって衝撃吸収量を調整できる。
When an impact larger than a predetermined impact acts in the longitudinal direction of the
図14は、車両端部においてクラッシャブル領域とサバイバル領域とに跨って配設される出入口フレームに組み込まれた衝撃吸収装置が衝撃を吸収した状態を示す説明図である。鉄道車両が矢印510方向に衝突した場合、その衝撃は、まず、鉄道車両1を構成する妻構体30に受け止められ、次に、妻構体30に隣接する屋根構体端部42および台枠端部52へと伝播する。ほぼ同時に、妻構体30に接続する第2出入口フレーム74を介して、衝撃が上部第3出入口フレーム76aおよび下部第3出入口フレーム76bに伝わる。クラッシャブル領域200に配設される屋根構体端部42と、台枠端部52と、が鉄道車両1の長手方向(矢印510方向)に圧壊するとともに塑性変形するが、これとほぼ同時に、上部及び下部の第3出入口フレーム76a,76bに備えられる衝撃吸収装置300,300をなす移動部材1231が固定部材1241の内部へ押し込まれる。
FIG. 14 is an explanatory view showing a state in which an impact absorbing device incorporated in an entrance / exit frame disposed across the crushable region and the survival region at the vehicle end absorbs the impact. When the railway vehicle collides in the direction of the
これらの過程において、衝撃(衝突エネルギー)が吸収されるため、鉄道車両に乗車中の乗客、乗務員への衝撃が緩和される。衝撃吸収後の出入口幅L1は衝撃吸収前の出入口幅L0(図3)より小さくなるが、サバイバル領域100に配設される第1出入口フレーム72、屋根構体40および台枠50は十分な強度を備えるため圧壊しないで出入口幅L1を維持する。このため、鉄道車両1に備えられる衝撃吸収構造(屋根構体端部42、上部及び下部の第3出入口フレーム76a,76bに備えられる衝撃吸収装置300、台枠端部52)が衝撃を吸収した後であっても、乗客等は最も近い出入口部60の内、圧壊しないで残る出入口幅L1の部分を避難口として、そこから車外へ脱出することができる。
In these processes, since the impact (collision energy) is absorbed, the impact on passengers and crew members who are on the railway vehicle is alleviated. The entrance / exit width L1 after absorbing the impact is smaller than the entrance / exit width L0 (FIG. 3) before absorbing the impact, but the first entrance /
衝撃吸収装置300は、屋根構体端部42、台枠端部52等が圧壊する過程において、移動部材1231が固定部材1241の空間1245の内部へ押し込まれるので、屋根構体端部42および台枠端部52等が車両の長手方向(矢印510方向)に圧壊することを案内する、つまり、衝撃吸収装置300は自らが衝撃を吸収するとともに、妻構体30等からなる車両最端部の圧壊挙動を制御する機能も併せ持つ。衝撃吸収装置300は、ボルト等で第1出入口フレーム72と第2出入口フレーム74に固定されるため、衝撃を吸収した場合など必要に応じて、これらのボルトを解いて、他の衝撃吸収装置300に容易に交換できる。
Since the moving
図15は、鉄道車両1の長手方向の最端部から鉄道車両の長手方向の中央部に向かって順に、第1サバイバル領域100a、クラッシャブル領域200、第2サバイバル領域100bが備えられた鉄道車両であって、出入口フレーム70が第1サバイバル領域100aに配設される鉄道車両の車両端部の側面図である。客室は第2サバイバル領域100bに備えられる。詳細は後に記すが、台枠端部52は、第1サバイバル領域100aに含まれるが所定の衝撃より大きい衝撃が妻構体30を介して鉄道車両1に作用した場合には圧壊して衝撃を吸収する。
FIG. 15 shows a railway vehicle provided with a
図16は、図15のG−G断面図である。出入口フレーム70を構成するとともに、側構体20の長手方向の中央部寄りに配設される第1出入口フレーム72は、内部に中空部を有するとともに、第1出入口フレーム72の車両の長手方向の中央部寄りの部位に、側構体20を構成する面板24の一方の垂直縁が溶接などで接続される。面板24の他方の垂直縁は、側構体20を構成する押出形材22に溶接などで接続される。面板24の上端部の水平縁は屋根構体端部42に接続し、面板24の下端部の水平縁は台枠50に接続する。つまり、第1出入口フレーム72と押出形材22とを接続する面板24はクラッシャブル領域200に属する。なお、押出形材22は対向する2枚の面板をリブで接合した中空押出形材である。
16 is a cross-sectional view taken along the line GG in FIG. The first entrance /
図17は、図15に示した車両端部のクラッシャブル領域200が圧壊して衝撃を吸収した状態を示す説明図である。鉄道車両が矢印510方向に衝突した場合、その衝撃は、まず、鉄道車両1を構成する妻構体30に受け止められ、次に、妻構体30に隣接する屋根構体端部42および台枠端部52へと伝播する。ほぼ同時に、妻構体30に接続する出入口フレーム70を介して、側構体20を構成する面板24(図16)に伝わる。所定の大きさより大きな衝撃が作用した場合、クラッシャブル領域200に配設される屋根構体端部42と、側構体20を構成する面板24(図16)が圧壊するとともに、出入口フレーム70の下端部と台枠50の鉄道車両1の幅方向(矢印500方向)の上端部との接続が破断して、出入口フレーム70を含む車両端部が、鉄道車両1の長手方向の中央部寄りに移動する。
FIG. 17 is an explanatory view showing a state where the
屋根構体端部42、側構体20の面板24などが塑性変形する過程において衝撃(衝突エネルギー)を吸収して、鉄道車両に乗車中の乗客、乗務員への衝撃を緩和する。この時、台枠端部52は、第1サバイバル領域100aに配設されるが、鉄道車両1の床部より下方(レール側)の乗客等にあまり影響しない領域において圧壊する。衝撃吸収後の出入口フレーム70の幅L0は、出入口フレーム70を含む車両端部の全体が鉄道車両1の長手方向中央部寄りに移動するため、衝撃吸収前の出入口幅L0(図15)とほぼ同じ出入口幅L0を維持する。このため、乗客および乗務員は衝撃吸収後に、最も近い位置にあって圧壊されることなくほぼ残る出入口部60から車外へ脱出することができる。
The impact (collision energy) is absorbed in the process of plastic deformation of the roof
1…鉄道車両
20…側構体 30…妻構体
40…屋根構体 42…屋根構体端部
45…ブロック 50…台枠
52…台枠端部 60…出入口部
70…出入口フレーム 72…第1出入口フレーム
74…第2出入口フレーム 76…第3出入口フレーム
100…サバイバル領域 200…クラッシャブル領域
300…衝撃吸収装置
500…鉄道車両の幅方向を示す矢印
510…鉄道車両の長手方向を示す矢印
1231…移動部材 1241…固定部材
1242…締結部材 1235…貫入部材
1245…空間
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記鉄道車両の長手方向の中央部にサバイバル領域が備えられ、前記サバイバル領域に連続する形態で前記鉄道車両の長手方向の端部にクラッシャブル領域が備えられる鉄道車両において、
乗降に供される出入口部が、前記側構体の長手方向の端部に備えられるとともに、前記クラッシャブル領域と前記サバイバル領域と、に跨って配設されること、
を特徴とする鉄道車両。 A frame, side structures standing at both ends in the width direction of the frame, a wife structure standing at a longitudinal end of the frame, and an upper end portion of the side structure and the wife structure A railway vehicle comprising a roof structure connected to
In the railway vehicle, a survival region is provided at a central portion in the longitudinal direction of the railway vehicle, and a crushable region is provided at an end portion in the longitudinal direction of the railway vehicle in a form continuous to the survival region.
An entrance / exit part provided for getting on and off is provided at an end portion in the longitudinal direction of the side structure, and is disposed across the crushable region and the survival region,
A railway vehicle characterized by
前記鉄道車両は、前記屋根構体の長手方向の端部に配設される屋根構体端部と、前記台枠の長手方向の端部に配設される台枠端部と、を備えており、
前記出入口部は、前記側構体の長手方向の端部に設けられる開口部の縁に備えられる出入口フレームを備えており、
前記出入口フレームは、
前記サバイバル領域において垂直方向に配設される第1出入口フレームと、
前記側構体の長手方向の端部に垂直方向に配設されるとともに前記妻構体に接続される第2出入口フレームと、
前記第1出入口フレーム及び前記第2出入口フレームのそれぞれの上端部と下端部とに接続するとともに、前記側構体の長手方向に向けて延びる2本の第3出入口フレームと、
からなり、
前記クラッシャブル領域に、前記屋根構体端部と、前記第2出入口フレームと、前記第3出入口フレームと、前記台枠端部と、が配設されること、
を特徴とする鉄道車両。 The railway vehicle according to claim 1,
The railcar includes a roof structure end disposed at a longitudinal end of the roof structure, and a frame end disposed at a longitudinal end of the frame,
The entrance / exit portion includes an entrance / exit frame provided at an edge of an opening provided at an end portion in a longitudinal direction of the side structure,
The entrance / exit frame is
A first entrance / exit frame disposed in a vertical direction in the survival region;
A second entrance / exit frame disposed in a vertical direction at an end portion in a longitudinal direction of the side structure and connected to the wife structure;
Two third doorway frames that connect to the upper and lower ends of each of the first doorway frame and the second doorway frame and extend in the longitudinal direction of the side structure;
Consists of
In the crushable region, the roof structure end, the second entrance / exit frame, the third entrance / exit frame, and the frame end are disposed.
A railway vehicle characterized by
前記屋根構体端部は、一枚の板であるとともに、前記屋根構体の長手方向の端部に接続されており、
前記台枠端部は、押出形材を並べて幅方向に突き合わせた端部同士を接合して形成した一枚の板であるとともに、前記押出形材の押出方向が前記鉄道車両の幅方向に沿う形態で前記台枠の長手方向の端部に接続されていること、
を特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 2,
The roof structure end is a single plate and is connected to the longitudinal end of the roof structure,
The end portion of the underframe is a single plate formed by joining end portions that are aligned with each other in the width direction, and the extruding direction of the extruded shape member is along the width direction of the railway vehicle. Being connected to the longitudinal end of the underframe in a form,
A railway vehicle characterized by
前記第2出入口フレームの上端部に接続する前記第3出入口フレームの板厚は、前記第1出入口フレームの上端部の板厚よりも小さく、
前記第2出入口フレームの下端部に接続する前記第3出入口フレームは、垂直片の上端部および下端部に接続する2枚の水平片を有するチャンネル材と、前記水平片の解放側の端部同士を接続する板と、からなり、
前記第2出入口フレームの下端部に接続する前記第3出入口フレームに接続する前記第1出入口フレームの下端部は、垂直片の上端部および下端部に接続する2枚の水平片を有するチャンネル材と、前記水平片の解放側の端部同士を接続する板と、該板の高さ方向の中央部から前記垂直片に向けて延びる板と、を備えること、
を特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 3,
The thickness of the third entrance / exit frame connected to the upper end of the second entrance / exit frame is smaller than the thickness of the upper end of the first entrance / exit frame,
The third doorway frame, a channel material that have a two horizontal pieces to be connected to the upper and lower ends of the vertical piece, the end of the release side of the horizontal plate connecting the lower end of the second doorway frame It consists of a board that connects the parts,
The lower end of the first doorway frame, the channel that having a top end and two horizontal pieces to be connected to the lower end of the vertical piece to be connected to the third doorway frame connected to the lower end portion of the second doorway frame A plate connecting the end portions on the release side of the horizontal piece, and a plate extending from a central portion in the height direction of the plate toward the vertical piece,
A railway vehicle characterized by
前記第1出入口フレームの上部の車内側の面にブロックが接続されるとともに、前記ブロックの端部が前記屋根構体に接続されること、
を特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 3,
With block is connected to the inner side surface of the upper portion of the front Symbol first doorway frame, the end of the block is connected to the roof structure,
A railway vehicle characterized by
前記第1出入口フレームの上部の車内側の面にブロックが接続されるとともに、前記ブロックの端部が前記屋根構体に接続されており、
前記第1出入口フレームの下部の車内側の面にブロックが接続されるとともに、前記ブロックの端部が前記台枠に接続されること、
を特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 3,
With block is connected to the inner side surface of the upper portion of the front Symbol first doorway frame, the ends of the blocks are connected to the roof structure,
With block is connected to the inner side surface of the lower portion of the front Symbol first doorway frame, the end of the block is connected to the underframe,
A railway vehicle characterized by
前記出入口を定める前記側構体の開口部周囲には出入口フレームが配設されており、
前記出入口フレームは、
前記サバイバル領域に配設されている第1出入口フレームと、
前記クラッシャブル領域に配設されるとともに、車端側に配設される第2出入口フレームと、
前記第1出入口フレームと前記第2出入口フレームとを接続する第3出入口フレームとを備えており、
前記第3出入口フレームは、前記車体の長手方向に沿って直列に配置された移動部材および固定部材と、から構成される衝撃吸収装置を備えていること、
を特徴とする鉄道車両。 In a railway vehicle in which an entrance is arranged at a vehicle end portion of a side structure and both ends of the vehicle body are a crushable region and a region between the two crushable regions is a survival region.
An entrance / exit frame is disposed around the opening of the side structure that defines the entrance / exit,
The entrance / exit frame is
A first entrance / exit frame disposed in the survival area;
A second entrance / exit frame disposed on the vehicle end side and disposed in the crushable region;
A third entrance / exit frame connecting the first entrance / exit frame and the second entrance / exit frame;
The third entrance / exit frame includes an impact absorbing device including a moving member and a fixed member arranged in series along a longitudinal direction of the vehicle body;
A railway vehicle characterized by
前記衝撃吸収装置は、
前記第3出入口フレームに前記移動部材の一方の端部が接続されるとともに、前記移動部材の他方の端部は、内部に空間を有す前記固定部材の一方の端部に挿入されて重なっており、
前記固定部材の他方の端部は前記第1出入口フレームに接続されており、
前記移動部材と前記固定部材との重なり部に、前記移動部材と前記固定部材とを締結する締結部材が備えられること、
を特徴とする鉄道車両。 The railway vehicle according to claim 7,
The shock absorber is
One end of the moving member is connected to the third entrance / exit frame, and the other end of the moving member is inserted into and overlapped with one end of the fixed member having a space therein. And
The other end of the fixing member is connected to the first doorway frame;
A fastening member for fastening the moving member and the fixed member is provided at an overlapping portion of the moving member and the fixed member;
A railway vehicle characterized by
前記衝撃吸収装置は、
前記第3出入口フレームに前記移動部材の一方の端部が接続されるとともに、前記移動部材の他方の端部には貫入部材が備えられており、
前記移動部材の前記貫入部材は、内部に空間を有す前記固定部材の一方の端部に挿入されるとともに、前記貫入部材の高さ寸法は、前記固定部材の空間の高さ寸法より大きく設定されており、
前記固定部材の他方の端部は前記第1出入口フレームに接続されていること、
を特徴とする鉄道車両。
The railway vehicle according to claim 7,
The shock absorber is
One end of the moving member is connected to the third entrance / exit frame, and a penetrating member is provided at the other end of the moving member,
The penetrating member of the moving member is inserted into one end of the fixing member having a space inside, and the height dimension of the penetrating member is set larger than the height dimension of the space of the fixing member. Has been
The other end of the fixing member is connected to the first doorway frame;
A railway vehicle characterized by
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